[發(fā)明專利]一種梭形水下滑翔器設(shè)計(jì)及控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410100504.0
• 申請(qǐng)日: 2014-03-14
• 公開（公告）號(hào): CN103832564B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)天宏;趙倩;孟凡豪;劉仲武;牛彥杰;郭亦捷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)計(jì)量學(xué)院
• 主分類號(hào): B63C11/52
• 分類號(hào): B63C11/52;B63G8/22;B63G8/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種梭形水下滑翔器，用于搭載傳感器或探測(cè)儀器進(jìn)行海底勘測(cè)，其特征是包括流線型的外殼體和裝置在殼體內(nèi)的姿態(tài)調(diào)整模塊、浮力驅(qū)動(dòng)模塊、尾舵模塊及控制通訊模塊：

流線型外殼體：包括主耐壓艙體，水平機(jī)翼(4)和垂直尾翼(7)，所述主耐壓艙體大致呈梭形，為依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)橢圓線性方程設(shè)計(jì)的頭尾對(duì)稱的雙參數(shù)橢圓回轉(zhuǎn)體外形，其長(zhǎng)短軸分別為2.0m和0.24m，包括頭部艙(1)、電池艙(2)、主體艙(3)、氣囊艙(5)和尾艙(6)，艙體端蓋與殼體間由雙O型圈和防水墊圈進(jìn)行密封，艙體間通過卡扣式的機(jī)械裝置完成連接，水平機(jī)翼(4)對(duì)稱固定安裝在主耐壓艙體兩側(cè)，垂直尾翼(7)分上下舵片安裝在尾艙(6)上，水平機(jī)翼(4)和垂直尾翼(7)均選用NACA翼型；

姿態(tài)調(diào)整模塊：包括前支撐盤(28)、后支撐盤(25)、導(dǎo)軌(27)、俯仰機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，前支撐盤(28)和后支撐盤(25)通過螺母固定在艙體間的連接絲桿(26)上，導(dǎo)軌(27)兩端通過定位螺釘與后支撐盤(25)和前支撐盤(28)相連，俯仰機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)前后安裝在導(dǎo)軌(27)上，所述俯仰機(jī)構(gòu)，包括第一前端蓋(13)、第一后端蓋(17)、第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、第一電機(jī)(14)、第一絲桿(15)和第一電池組(16)，第一電池組(16)固定在第一前端蓋(13)和第一后端蓋(17)之間，通過第一絲桿(15)與螺母拉緊第一前端蓋(13)和第一后端蓋(17)，第一電機(jī)(14)鑲嵌在第一前端蓋(13)的電池槽內(nèi)，通過螺釘與第一前端蓋(13)固定，第一電機(jī)(14)輸出運(yùn)動(dòng)，通過第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使整個(gè)俯仰機(jī)構(gòu)沿著導(dǎo)軌(27)的軸線方向前后移動(dòng)，所述俯仰機(jī)構(gòu)的第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括俯仰機(jī)構(gòu)主動(dòng)錐齒輪(32)、俯仰機(jī)構(gòu)從動(dòng)錐齒輪軸(33)、齒輪架(34)、中直齒輪(35)和齒條(36)，俯仰機(jī)構(gòu)主動(dòng)錐齒輪(32)與電機(jī)輸出軸相連，俯仰機(jī)構(gòu)從動(dòng)錐齒輪軸(33)的齒輪端與俯仰機(jī)構(gòu)主動(dòng)錐齒輪(32)嚙合，軸段通過軸承安裝在齒輪架(34)上，齒輪架(34)通過螺釘固定在俯仰機(jī)構(gòu)的第一前端蓋(13)外側(cè)，中直齒輪(35)通過緊定螺釘與俯仰機(jī)構(gòu)從動(dòng)錐齒輪軸(33)的中段相連，并與齒條(36)相嚙合，齒條(36)通過螺釘固定在導(dǎo)軌(27)上，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，包括呈半圓形的第二前端蓋(8)、第二后端蓋(12)，以及第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、第二電機(jī)(9)、第二絲桿(10)和第二電池組(11)，第二電池組(11)通過第二絲桿(10)和螺母固定在第二前端蓋(8)和第二后端蓋(12)之間，第二電機(jī)(9)鑲嵌在第二前端蓋(8)的電機(jī)槽內(nèi)，通過螺釘與第二前端蓋(8)相連，第二電機(jī)(9)輸出運(yùn)動(dòng)后，通過第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)繞著導(dǎo)軌(27)旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括小齒輪(37)和大齒輪(38)，小齒輪(37)與第二電機(jī)(9)輸出軸相連，并與固定在導(dǎo)軌(27)上的大齒輪(38)嚙合，形成行星齒輪結(jié)構(gòu)；

浮力驅(qū)動(dòng)模塊：包括與外界水域相通的外皮囊(22)、單沖程柱塞泵(21)、滾珠絲杠(20)、步進(jìn)電機(jī)(18)和電機(jī)架(19)，步進(jìn)電機(jī)(18)固定在電機(jī)架(19)上，電機(jī)架(19)通過螺母與艙體間的連接絲桿(26)相連接，電機(jī)輸出軸通過聯(lián)軸器與滾珠絲杠(20)相連，滾珠絲杠(20)與單沖程柱塞泵(21)的活塞桿相連，泵的出口處與外皮囊(22)相連；

尾舵模塊：包括分別與上舵片和下舵片相連的上舵軸(39)和下舵軸、聯(lián)軸器(40)、主動(dòng)錐齒輪(41)、從動(dòng)錐齒輪(42)和舵機(jī)(43)，舵機(jī)(43)通過螺釘固定在尾艙(6)的艙體后壁上，舵機(jī)(43)輸出軸與主動(dòng)錐齒輪(41)相連，主動(dòng)錐齒輪(41)與從動(dòng)錐齒輪(42)嚙合，從動(dòng)錐齒輪通過鍵與上舵軸(39)相連，上舵軸(39)和下舵軸通過聯(lián)軸器(40)相連；

控制通訊模塊：包括聲吶(31)、TCM高度計(jì)(30)、CTD傳感器(23)、控制系統(tǒng)電路板(24)、備用電池包(29)、無線通訊模塊及內(nèi)置于固定機(jī)翼中的天線，聲吶(31)和TCM高度計(jì)(30)安裝在頭部艙，CTD傳感器(23)安裝在艙體外殼上與海水接觸，備用電池包(29)位于電池艙(2)，無線通訊模塊以及控制系統(tǒng)電路板(24)位于主體艙(3)。